并聯(lián)式混合動力電動汽車能量管理策略與應用技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球節(jié)能減排呼聲的日益高漲，在全球經(jīng)濟持續(xù)低迷的情況下，混合動力汽車已經(jīng)成為世界各國和汽車制造廠商共同的戰(zhàn)略選擇。作為一種新型的多能源交通工具，混合動力汽車的性能與其采用的能量管理策略密切相關(guān)。在滿足汽車動力性能的前提下，能量管理策略能夠根據(jù)混合動力系統(tǒng)特性和實時的運行工況，在發(fā)動機、電機之間合理分配轉(zhuǎn)矩，以獲得整車最大的燃油經(jīng)濟性、最低的排放以及平穩(wěn)的駕駛性能。
　　 混合動力系統(tǒng)是一個集成了電氣、機械、化學和熱力學系統(tǒng)的

2、非線性隨機動態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)工作時各部件的狀態(tài)均處于動態(tài)變化當中，它們之間相互關(guān)聯(lián)并且關(guān)系復雜。另外道路狀況和駕駛員的操作具有隨機性，所以很難建立混合系統(tǒng)精確的數(shù)學模型，這給控制策略的設(shè)計帶來了很大的難度，因此能量管理控制策略是混合動力汽車研究的重點內(nèi)容，迄今為止沒有找到有效的解決方案。本文針對目前并聯(lián)式混合動力汽車主要的幾種能量管理策略存在的問題，借助數(shù)學模型和神經(jīng)網(wǎng)絡、動態(tài)規(guī)劃等技術(shù)，對其進行研究，主要工作如下：
　　 1.介紹

3、了課題背景、混合動力汽車的特點、發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)，著重介紹了混合動力汽車能量管理策略的研究現(xiàn)狀。
　　 2.以提高燃油經(jīng)濟性和減少排放為目標，根據(jù)電動機和發(fā)動機不同的工作特性和電池的高效工作區(qū)間，基于電機輔助控制、再生制動能量最大回收、動力電池能量維護三個原則，設(shè)定一組門限參數(shù)，提出了基于規(guī)則的動態(tài)邏輯門限控制策略。通過比較發(fā)動機驅(qū)動和電動機驅(qū)動的效率設(shè)置動態(tài)門限參數(shù)，既提高了系統(tǒng)效率，又改善了靜態(tài)邏輯門限控制策略的動態(tài)適應性

4、。
　　 3.提出了一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的并聯(lián)式混合動力汽車實時能量管理策略。對傳統(tǒng)的瞬時優(yōu)化能量管理策略進行分析，確定了影響能量分配的四個主要因素，并將瞬時優(yōu)化能量管理策略總結(jié)為一個具有四輸入單輸出的小波神經(jīng)網(wǎng)絡控制器，通過對標準駕駛循環(huán)進行傳統(tǒng)瞬時能量優(yōu)化離線仿真獲得訓練樣本，并以此訓練小波神經(jīng)網(wǎng)絡。仿真實驗結(jié)果表明，基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡的實時能量管理策略能夠在降低油耗的同時明顯提高傳統(tǒng)瞬時能量管理策略的實時性。
　　

5、4.從并聯(lián)PHEV的動力結(jié)構(gòu)特點和應用特點出發(fā)，提出了在瞬時能量管理基礎(chǔ)上，從全局角度出發(fā)，運用先進的交通流模型，采用二尺度動態(tài)規(guī)劃方法對并聯(lián)式PHEV的能量管理控制策略進行研究。二尺度動態(tài)規(guī)劃方法綜合考慮了駕駛員、混合動力電動汽車、駕駛循環(huán)三大因素，實現(xiàn)了真正意義上的全局優(yōu)化。利用歷史交通數(shù)據(jù)和實時交通數(shù)據(jù)，提高了全局優(yōu)化控制策略的實時性，車載CPU的計算量也大大減少。實驗結(jié)果表明，與其他方法相比，全局的能量管理策略更適合PHEV，具

6、有更高的燃油經(jīng)濟性。
　　 5.為了獲取能量管理策略所需要的精確的電機數(shù)學模型，進行了混合動力電動汽車電機測試臺架的開發(fā)?？梢杂糜诟鞣N電機及相應控制器的靜、動態(tài)性能測試。從實驗結(jié)果來看，該測試平臺具有較高的動態(tài)特性，測試功能全面，數(shù)據(jù)充分，滿足電動汽車用電機的實驗數(shù)據(jù)建模要求，從而為能量管理策略的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 本文對并聯(lián)式混合動力汽車的能量管理策略作了進一步的研究，作為混合動力汽車的一項關(guān)鍵技術(shù)，需要不斷完善和